Idi na sadržaj

Hidroksiprolin

Nepregledano
S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Hidroksiprolin
Općenito
Hemijski spojHidroksiprolin
Druga imena(2S,4R)-4-Hidroksiprolin ili L-hidroksiprolin (C5H9O3N)
CAS registarski broj51-35-4
SMILESC1[C@H](CN[C@@H]1C(=O)O)O
InChI1/C5H9NO3/c7-3-1-4(5(8)9)6-2-3/h3-4,6-7H,1-2H2,(H,8,9)/t3-,4+/m1/s1
Osobine1
Molarna masa131.131 g·mol−1
1 Gdje god je moguće korištene su SI jedinice. Ako nije drugačije naznačeno, dati podaci vrijede pri standardnim uslovima.

(2S,4R)-4-Hidroksiprolin, ili L-hidroksiprolin (C5H9O3N), je aminokiselina, skraćeno Hyp ili O, npr. u Proteinskoj banci podataka.

Struktura i otkriće

[uredi | uredi izvor]

Godine 1902. Hermann Emil Fischer je izolovao hidroksiprolin iz hidrolizirane želatine. Godine 1905. Hermann Leuchs je sintetizirao racemičnu smjesu 4-hidroksiprolina.[1]

Hidroksiprolin se razlikuje od prolina po prisustvu hidroksilne (OH) grupe vezane za gama ugljikov atom.

Zwitterionska struktura ( 2S, 4R )-4-hidroksiprolina (lijevo) i ( 2R, 4S )-4-hidroksiprolina (desno)

Proizvodnja i funkcija

[uredi | uredi izvor]

Hidroksiprolin nastaje hidroksilacijom aminokiseline prolina enzimom prolil hidroksilazom nakon sinteze proteina (kao posttranslacijska modifikacija). Enzimski katalizirana reakcija odvija se u lumenu endoplazmatskog retikuluma. Iako nije direktno ugrađen u proteine, hidroksiprolin čini približno 4% svih aminokiselina prisutnih u životinjskom tkivu, što je više od sedam drugih aminokiselina koje se translacijski ugrađuju.[2]

Životinje

[uredi | uredi izvor]

Kolagenski proteini

[uredi | uredi izvor]

Hidroksiprolin je glavni sastojak proteina kolagena,[3] čineći približno 13,5% kolagena kod sisavaca. Hidroksiprolin i prolin imaju ključnu ulogu u stabilnosti kolagena,[4] omogućavajući naglo uvijanje kolagenske spirale.[5] U kanonskoj kolagenskoj trijadi Xaa-Yaa-Gly (gdje Xaa i Yaa mogu biti bilo koja aminokiselina), prolin koji zauzima Yaa poziciju prolazi hidroksilaciju, što dovodi do sekvence Xaa-Hyp-Gly. Ova modifikacija prolinskog ostatka povećava stabilnost trostruke spirale kolagena. Prvobitno je predloženo da se stabilizacija dešava zahvaljujući molekulama vode koje formiraju mrežu vodikovih veza između hidroksilnih grupa prolila i karbonilnih grupa glavnog lanca.[6] Kasnije je pokazano da povećanje stabilnosti prvenstveno proizlazi iz stereolektronskih efekata te da hidratacija hidroksiprolinskih ostataka pruža malo ili nimalo dodatne stabilnosti.[7]

Nekolagenski proteini

[uredi | uredi izvor]

Hidroksiprolin se nalazi u malom broju proteina osim kolagena. Zbog toga se sadržaj hidroksiprolina često koristi kao indikator za određivanje količine kolagena i/ili želatine. Međutim, neki sisavčji proteini, poput elastina i argonaute 2, sadrže kolagenu slične domene u kojima se formira hidroksiprolin. Određeni otrovi puževa, konotoksini, također sadrže hidroksiprolin, ali ne posjeduju kolagenu slične sekvence.[2]

Pokazano je da je hidroksilacija prolina uključena u usmjeravanje alfa podjedinice faktora inducibilnog hipoksijom (HIF-1 alfa) na degradaciju putem proteolize. U normoksičnim uslovima (normalna koncentracija kisika), protein EGLN1 hidroksilira prolin na poziciji 564 HIF-1 alfa, što omogućava njegovu ubikvitinaciju putem tumorsupresora von Hippel-Lindau (pVHL) i naknadno usmjeravanje na razgradnju u proteasomu.[8]

Biljke

[uredi | uredi izvor]

Glikoproteini bogati hidroksiprolinom (HRGPs) također se nalaze u ćelijskim zidovima biljaka.[9] Ovi hidroksiproliini služe kao tačke vezanja za glikanske lance, koji se dodaju kao posttranslacijske modifikacije.[9]

Klinički značaj

[uredi | uredi izvor]

Hidroksilacija prolina zahtijeva askorbinsku kiselinu (vitamin C). Najraniji i najočigledniji efekti njegovog nedostatka kod ljudi (problemi s desnima i kosom) proizlaze iz posljedičnog defekta u hidroksilaciji prolinskih ostataka u kolagenu, što smanjuje stabilnost kolagenske molekule i dovodi do razvoja skorbuta.

Povišeni nivoi hidroksiprolina u serumu i urinu također su zabilježeni kod Pagetove bolesti.[10]

Analiza masene spektrometrije pokazala je smanjenu količinu posttranslacijskih modifikacija hidroksiprolina u neupaljenom tkivu pacijenata s ulceroznim kolitisom u poređenju s tkivom donora bez ove bolesti.[11]

Ostali hidroksiprolini

[uredi | uredi izvor]

U prirodi postoje i drugi oblici hidroksiprolina. Najznačajniji su 2,3-cis-, 3,4-trans- i 3,4-dihidroksiprolin, koji se nalaze u ćelijskim zidovima dijatomeja[12] i za koje se pretpostavlja da imaju ulogu u taloženju silicija. Hidroksiprolin se također nalazi u ćelijskim zidovima oomycota, gljivičnih protista srodnih dijatomejama.[13](2S,4S)-cis-4-Hidroksiprolin se javlja u toksičnim cikličnim peptidima iz gljiva roda Amanita (npr. faloidin).[14]

Također pogledati

[uredi | uredi izvor]
  • Sekundarne aminokiseline
  • Imino kiselina
  • Hidroksilizin

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. ^ R. H. A. Plimmer (1912) [1908]. R. H. A. Plimmer; F. G. Hopkins (ured.). The chemical composition of the proteins. Monographs on biochemistry. Part I. Analysis (2nd izd.). London: Longmans, Green and Co. str. 132. Pristupljeno 18. 1. 2010.
  2. ^ a b Gorres, Kelly L.; Raines, Ronald T. (april 2010). "Prolyl 4-hydroxylase". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 45 (2): 106–124. doi:10.3109/10409231003627991. PMC 2841224. PMID 20199358.
  3. ^ Szpak, Paul (2011). "Fish bone chemistry and ultrastructure: implications for taphonomy and stable isotope analysis". Journal of Archaeological Science. 38 (12): 3358–3372. doi:10.1016/j.jas.2011.07.022.
  4. ^ Nelson, D. L. and Cox, M. M. (2005) Lehninger's Principles of Biochemistry, 4th Edition, W. H. Freeman and Company, New York.
  5. ^ Brinckmann, J., Notbohm, H. and Müller, P.K. (2005) Collagen, Topics in Current Chemistry 247, Springer, Berlin.
  6. ^ Bella, J; Eaton, M; Brodsky, B; Berman, HM (1994). "Crystal and molecular structure of a collagen-like peptide at 1.9 A resolution". Science. 266 (5182): 75–81. doi:10.1126/science.7695699. PMID 7695699.
  7. ^ Kotch, F.W.; Guzei, I.A.; Raines, R.T. (2008). "Stabilization of the Collagen Triple Helix by O-Methylation of Hydroxyproline Residues". Journal of the American Chemical Society. 130 (10): 2952–2953. doi:10.1021/ja800225k. PMC 2802593. PMID 18271593.
  8. ^ Jaakkola, P.; Mole, D.R.; Tian, Y.M.; Wilson, M.I.; Gielbert, J.; Gaskell, S.J.; Kriegsheim, A.V.; Hebestreit, H.F.; et al. (2001). "Targeting of HIF-alpha to the von Hippel-Lindau ubiquitylation complex by O2-regulated prolyl hydroxylation". Science. 292 (5516): 468–72. Bibcode:2001Sci...292..468J. doi:10.1126/science.1059796. PMID 11292861. S2CID 20914281.
  9. ^ a b Cassab, Gladys I (1998). "Plant Cell Wall Proteins". Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 49: 281–309. doi:10.1146/annurev.arplant.49.1.281. PMID 15012236.
  10. ^ "Wheeless' Textbook of Orthopaedics". Wheeless Online. 22. 7. 2020.
  11. ^ "Degradation of the extracellular matrix is part of the pathology of ulcerative colitis".
  12. ^ Nakajima, T.; Volcani, B.E. (1969). "3,4-Dihydroxyproline: a new amino acid in diatom cell walls". Science. 164 (3886): 1400–1401. Bibcode:1969Sci...164.1400N. doi:10.1126/science.164.3886.1400. PMID 5783709. S2CID 23673503.
  13. ^ Alexopoulos, C.J., Mims C.W. and Blackwell, M. (1996). Introductory Mycology (4th izd.). New York: John Wiley & Sons. str. 687–688. ISBN 978-0-471-52229-4.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  14. ^ Wieland, T. (1986). Peptides of Poisonous Amanita Mushrooms. Springer.

Vanjski linkovi

[uredi | uredi izvor]
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/wiki/Hidroksiprolin"